資源簡介

4.2 蛋白質 學案
【學習目標】
1.宏觀辨識與微觀探析： 能根據氨基酸、蛋白質的官能團及官能團的轉化，認識不同氨基酸、蛋白質及性質上的差異。
2.科學態度與社會責任：認識蛋白質是生命活動的物質基礎，是人體的必需營養物質，但是蛋白質的攝入量過多或過少都不利于人體健康，要合理安排飲食，注意營養搭配。
【學習重難點】
重點：氨基酸和蛋白質的結構特點與主要性質。
難點：氨基酸、多肽和蛋白質之間的轉化關系
【預習新知】
氨基酸
氨基酸的結構和性質
1．氨基酸的分子結構
(1)從結構上看，氨基酸可以看作是羧酸分子中烴基上的氫原子被氨基取代的產物。
(2)官能團：分子中既含有—COOH(羧基)又含有—NH2(氨基)。
(3)天然氨基酸主要是α-氨基酸，其結構簡式可以表示為。
2．常見的氨基酸
俗名 結構簡式 系統命名
甘氨酸 H2N—CH2COOH 氨基乙酸
丙氨酸 2-氨基丙酸
谷氨酸 2-氨基戊二酸
苯丙氨酸 2-氨基-3-苯基丙酸
3.氨基酸的性質
(1)物理性質
溶劑 水 強酸或強堿 乙醇、乙醚
溶解性 大多數能溶 能溶 難溶
(2)化學性質
①兩性
氨基酸分子中含有酸性基團—COOH，堿性基團—NH2。
甘氨酸與鹽酸反應的化學方程式是
＋HCl―→。
甘氨酸與NaOH溶液反應的化學方程式是
＋NaOH―→。
②成肽反應
兩個氨基酸分子(可以相同，也可以不同)在一定條件下，通過氨基與羧基間縮合脫去水，形成含有肽鍵()的化合物，發生成肽反應，該反應屬于取代反應。如：
。
氨基酸二肽或多肽蛋白質。
③氨基酸縮合的反應規律
a．兩分子間縮合
―→。
b．分子間或分子內縮合成環
―→，
―→。
蛋白質
1．蛋白質的組成和結構
(1)組成：蛋白質中主要含有C、H、O、N、S等元素，屬于天然有機高分子化合物。其溶液具有膠體的某些性質。
(2)四級結構
2．蛋白質的化學性質
(1)特征反應
①顯色反應：分子中含有苯環的蛋白質遇濃硝酸變黃色。其他一些試劑也可以與蛋白質作用呈現特定的顏色，可用于蛋白質的分析檢測。
②蛋白質灼燒，可聞到燒焦羽毛的特殊氣味。
(2)兩性
形成蛋白質的多肽是由多個氨基酸縮合形成的，在多肽鏈的兩端必然存在著自由的氨基和羧基，側鏈中也有酸性或堿性基團，所以蛋白質與氨基酸一樣具有兩性，能與酸或堿反應。
(3)水解反應
蛋白質多肽氨基酸
(4)鹽析
向蛋白質溶液中加入一定濃度的鹽(如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等)溶液，會使蛋白質的溶解度降低而從溶液中析出的現象稱為蛋白質的鹽析。鹽析是一個可逆過程，可用于分離提純蛋白質。
(5)變性
蛋白質在某些物理(如加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波等)或化學因素(如強酸、強堿、重金屬鹽、乙醇、福爾馬林、丙酮等)的影響下，蛋白質的性質和生理功能發生改變的現象稱為蛋白質的變性。蛋白質變性后在水中不能重新溶解，是不可逆過程，可用于殺菌消毒。
總結歸納蛋白質溶液與鹽溶液的反應
鹽溶液的濃度大小、輕金屬鹽溶液和重金屬鹽溶液對蛋白質的影響是不同的：
(1)濃的輕金屬鹽溶液能使蛋白質發生鹽析。蛋白質凝結成固體而從溶液中析出，鹽析出來的蛋白質仍保持原有的性質和生理活性，鹽析是物理過程，也是可逆的。利用鹽析，可分離提純蛋白質。
(2)稀的輕金屬鹽溶液不會降低蛋白質在水中的溶解度，反而會促進蛋白質的溶解。
(3)重金屬鹽溶液，不論是濃溶液還是稀溶液，均能使蛋白質變性，變性后的蛋白質不再具有原有的可溶性和生理活性，變性過程是化學過程，變性是不可逆的。加熱、紫外線、強酸、強堿、某些有機物也能使蛋白質變性。利用此性質可殺菌、消毒。
酶
酶具有生理活性，是對于許多有機化學反應和生物體內進行的復雜的反應具有很強的催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質。酶的催化作用具有以下特點：
①條件溫和，不需加熱。
②具有高度的專一性。
③具有高效催化作用。
【鞏固訓練】
1.下列各組有機物的鑒別中所用試劑及現象與結論均正確的是( )
選項 有機物 所用試劑 現象與結論
A 葡萄糖與果糖 鈉 有氣體放出的是葡萄糖
B 蔗糖與蛋白質 溴水 褪色的是蔗糖
C 油脂與蛋白質 濃硝酸 變藍的是蛋白質
D 淀粉與蛋白質 碘水 變藍的是淀粉
A.A B.B C.C D.D
2.考前再做關于生物體內氨基酸的敘述錯誤的是( )
A.構成蛋白質的α-氨基酸的結構簡式是
B.人體內所有氨基酸均可以互相轉化
C.2個氨基酸分子通過脫水縮合形成二肽
D.人體內氨基酸分解代謝的最終產物是、和尿素
3.下列說法正確的是( )
A.利用高溫、紫外線對醫療器械進行消毒與蛋白質的變性有關
B.蛋白質變性是可逆的物理變化
C.蛋白質不能水解
D.氨基酸沒有堿性
4.有一分子式為的二肽，經水解得和另一種氨基酸X，則X分子組成可能是( )
A. B. C. D.
5.我國是世界上第一個人工合成蛋白質的國家，合成的結晶牛胰島素與天然牛胰島素的結構、活力相同。下列物質是蛋白質水解產物的是( )
A.葡萄糖 B.氨基酸 C.高級脂肪酸 D.乙烯
6.“宣城麻辣粉絲”是安徽有名的地方小吃，其配料豐富多彩。一位游客在宣城美食街點了一碗麻辣粉絲，其配料主要有①粉絲，②菜籽油，③腐竹，④青菜，⑤辣椒，⑥食鹽，⑦味精，⑧水，下列說法正確的是( )
A.①的主要成分是淀粉，在人體內水解最終轉化麥芽糖
B.②可溶于⑧，④中的纖維素在人體內不能被消化吸收
C.③中富含蛋白質，蛋白質徹底水解轉化為氨基酸
D.⑤、⑥、⑦都是在創造美味，均為有機物
7.醫療、科技與生活離不開化學。下列研究的物質與蛋白質有關的是( )
A.宣紙 B.電腦芯片 C.黑火藥 D.新冠病毒
8.我國為人類科技發展作出巨大貢獻。下列成果研究的物質屬于蛋白質的是( )
A.陶瓷燒制 B.黑火藥 C.造紙術 D.合成結晶牛胰島素
9.下列富含蛋白質的食物是( )
A.蘋果 B.米飯 C.西紅柿 D.牛奶
10.利用蛋白質的變性可以破壞病毒中的蛋白質結構，從而起到殺滅病毒的作用。下列溶液不能使蛋白質變性的是( )
A.雙氧水 B.75%的酒精
C.飽和溶液 D.NaClO濃溶液
參考答案
1.答案：D
解析：葡萄糖和果糖中均含有羥基，都能與鈉反應生成，A錯誤；蔗糖與溴水不反應，不能使溴水褪色，B錯誤；含有苯環的蛋白質遇濃硝酸變黃色，C錯誤。
2.答案：B
解析：α-氨基酸是指氨基和羧基連接在同一個碳原子上的氨基酸，A正確；人體內的氨基酸有的可以在體內轉化合成，為非必需氨基酸，有的在體內不能合成，只能從食物中獲得，為必需氨基酸，B錯誤；兩個氨基酸分子通過脫水縮合后形成的含有肽鍵的化合物稱為二肽，C正確；氨基酸經過脫氨基作用，含氮部分轉化成尿素，不含氮部分氧化分解產生和，D正確。
3.答案：A
解析：蛋白質變性是不可逆的過程，常發生化學變化，B錯誤；蛋白質都能發生水解反應，最終生成氨基酸，C錯誤；氨基酸分子中含有氨基和羧基，氨基顯堿性，D錯誤。
4.答案：B
解析：該二肽發生水解反應的化學方程式為+X，根據原子守恒知，X的化學式為。故選B。
5.答案：B
解析：蛋白質水解產物的是氨基酸，故B正確；
故選B。
6.答案：C
解析：A.粉絲的主要成分是淀粉，淀粉在人體內水解最終轉化為葡萄糖，A項錯誤；
B.油不溶于水，，B項錯誤；
C.腐竹中含有豐富的蛋白質，蛋白質徹底水解轉化為氨基酸，C項正確；
D.辣椒、食鹽、味精均是調味品，食鹽是無機物，D項錯誤；
故選C。
7.答案：D
解析：A.宣紙的主要成分為纖維素，與蛋白質無關，A不符合題意；
B.電腦芯片由硅單質制造，與蛋白質無關，B不符合題意；
C.黑火藥主要成分有、S和C，與蛋白質無關，C不符合題意；
D.生物要進行生命活動就離不開蛋白質，因此研究新冠病毒與蛋白質有關，D符合題意；
答案選D。
8.答案：D
解析：結晶牛胰島素屬于蛋白質，故選D。
9.答案：D
解析：
10.答案：C
解析：具有強氧化性的物質、重金屬離子、75%的酒精等均可以使蛋白質變性，所以雙氧水、NaClO濃溶液、75%的酒精均能使蛋白質發生變性，飽和溶液會使蛋白質發生鹽析，不能使蛋白質發生變性，故選C。

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